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采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测

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西安交通大学学报 2024年第1期58卷 157-166页

作者：李晓锋常正平高雅芝霍永兴宋建生王仲奇西北工业大学机电学院西安710072 中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

为明晰被连接件材料性能对安装干涉量的影响规律,并进一步为新材料扩展应用提供可靠性预测,在铆接过程有限元仿真数据基础上,提出了一种采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测方法。首先,根据实际铆接过程建立有限元仿真模型... 详细信息

为明晰被连接件材料性能对安装干涉量的影响规律,并进一步为新材料扩展应用提供可靠性预测,在铆接过程有限元仿真数据基础上,提出了一种采用多元非线性回归模型的无头铆钉安装干涉量预测方法。首先,根据实际铆接过程建立有限元仿真模型,通过铆接试验验证模型有效性。然后,采用有限元和正交试验法,研究了被连接件弹性模量、屈服强度、强化系数和应变强度指数及其交互作用对铆接干涉量水平的显著性,明确了各因素对安装干涉量的影响效果。最后,选用幂函数作为多元非线性回归的函数形式,剔除显著性较低因素项,建立了待测位置干涉量回归预测模型。结果表明,在一定铆接工艺条件下,屈服强度和应变强度指数及其交互作用是影响干涉量水平的主要因素。对比模拟值与回归模型预测值发现两者变化趋势一致,且误差不超过10%,表明干涉量多元回归预测模型具有有效性。

关键词：干涉量多元非线性回归无头铆钉正交试验法

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智能采煤机器人关键技术

煤炭学报 2024年第2期49卷 1174-1182页

作者：马宏伟赵英杰薛旭升吴海雁毛清华杨会武张旭辉车万里曹现刚赵友军王川伟赵亦辉王鹏孙思雅马柯翔李烺西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室陕西西安710054 西安重工装备制造集团有限公司陕西西安710054 西安煤矿机械有限公司陕西西安710200

采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的... 详细信息

采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的“智能感知、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制、位-姿-速协同控制”五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题,提出了智能PID位姿控制思路,给出了改进遗传算法的PID位姿控制方法,实现了智能采煤机器人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合“力-电”异构数据的截割载荷测量思路,给出了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题,提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对“位-姿-速”协同控制问题,提出了“位-姿-速”协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子群“位-姿-速”协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。

关键词：智能采煤机器人智能感知速度控制截割轨迹规划与跟踪控制协同控制

黄土盾构隧道围岩强度指标结构性参数表征与荷载计算

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1049-1057页

作者：韩兴博王培源陈子明王流宝雷平高子明叶飞长安大学公路学院陕西西安710064 中铁建西北投资建设有限公司北京100855 西安市轨道交通集团有限公司陕西西安710018 中铁二十一局集团轨道交通工程有限公司山东济南250014

为了考虑黄土地层特征,获取合理的围岩压力以指导黄土盾构隧道结构设计,通过对比盾构隧道与新奥法隧道围岩压力现场测试数据,结合黄土盾构施工实践,验证形变围岩压力计算黄土盾构隧道围岩荷载的合理性;考虑黄土地层的强度参数,通过芬纳... 详细信息

为了考虑黄土地层特征,获取合理的围岩压力以指导黄土盾构隧道结构设计,通过对比盾构隧道与新奥法隧道围岩压力现场测试数据,结合黄土盾构施工实践,验证形变围岩压力计算黄土盾构隧道围岩荷载的合理性;考虑黄土地层的强度参数,通过芬纳公式构建黄土盾构隧道形变围岩压力的计算方法;采用三轴剪切实验,探究原状黄土的应力应变关系以及应力结构性参数的变化规律,构建应力结构性参数下黄土强度指标的计算方法;结合盾构隧道开挖支护下围岩的应力应变变化规律,建立深埋黄土盾构隧道围岩结构性参数场的计算框架,结合结构性参数修正的黄土强度准则,给出深埋黄土盾构隧道围岩压力的计算方法。研究发现,使用形变压力理论计算黄土盾构隧道围岩荷载具有合理性;原状黄土相比重塑黄土有明显的应力峰值及应变软化现象;黄土应力结构性参数与粘聚力存在较好的拟合关系,与内摩擦角相关性低;当仅考虑地层浸水造成黄土结构性演变引起的围岩压力变化时,当含水率由1%增加到25%,塑性圈半径由4.6 m增加为5 m,围岩压力由587 kPa增加到622 kPa。

关键词：黄土盾构隧道围岩压力三轴剪切实验芬纳公式结构性参数

基于旁压试验的饱和黄土强度分类评价方法研究

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岩土力学 2024年第S1期45卷 557-567页

作者：亢佳伟邓国华康佐西安理工大学岩土工程研究所西安黄土地下工程技术咨询有限公司西安市轨道交通集团有限公司

天然沉积条件下，饱和黄土具有显著差异的物性沉积状态、强度和变形规律，在水、力和时间等因素的共同作用下，由欠压密状态向正常压密状态持续演变。旁压试验有效规避了取样扰动和室内外应力状态的差异，是合理认识饱和黄土特征强度的... 详细信息

天然沉积条件下，饱和黄土具有显著差异的物性沉积状态、强度和变形规律，在水、力和时间等因素的共同作用下，由欠压密状态向正常压密状态持续演变。旁压试验有效规避了取样扰动和室内外应力状态的差异，是合理认识饱和黄土特征强度的有效手段。针对旁压曲线及其3个特征压力值和两个特征强度指标分别和埋深、初始孔隙比e、液性指数IL等指标开展相关性分析，得到了饱和黄土强度的关键影响因素；并在此基础上定义了适用于饱和黄土的水敏性参数mω，建立基本物性指标和特征强度之间的对应关系，提出两类饱和黄土的性质区分依据和欠压密饱和黄土的强度分区原则。研究表明：（1）饱和黄土的特征强度受到欠压密状态、稠度特征的综合影响，仅依赖单一物性状态指标，无法对其特征强度进行有效、合理的评价；（2）以饱和黄土的特征强度开始出现指数衰减特征的临界特征值（mω=0.5）为划分指标，可以区分两类饱和黄土的强度差异；（3）以水敏性参数mω=0.75/1.3为界，可将欠压密饱和黄土强度的长期演化过程划分为初期、中间和后期3个特征阶段，并给出了不同阶段内土体特征强度范围值。

关键词：饱和黄土旁压试验强度评价方法水敏性参数

高空电磁脉冲晚期成分作用下500 kV变压器无功损耗仿真研究

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电工技术学报 2024年第1期39卷 267-277页

作者：杨一帆刘民周谢彦召陈宇浩田爽电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 西安710049 西安热工研究院有限公司西安710054

高空电磁脉冲晚期成分(HEMP E3)效应会在变压器中性点与大地构成的回路中产生地磁感应电流(GIC),严重时会使变压器铁心半波饱和,进而导致励磁电流严重畸变、无功损耗急剧增加、局部过热和振动加剧等后果。为准确地分析电力变压器在HEMPE... 详细信息

高空电磁脉冲晚期成分(HEMP E3)效应会在变压器中性点与大地构成的回路中产生地磁感应电流(GIC),严重时会使变压器铁心半波饱和,进而导致励磁电流严重畸变、无功损耗急剧增加、局部过热和振动加剧等后果。为准确地分析电力变压器在HEMPE3作用下的无功损耗特性,该文搭建了HEMP E3对500 kV电力变压器作用的电磁暂态仿真模型,基于IEC 61000-2-9给出的标准HEMP E3波形,定量分析了感应电场幅值、上升时间、下降时间以及变压器带负载情况等对电力变压器的影响规律。分析结果表明,HEMP E3作用下500 kV变压器无功损耗与GIC呈正相关性,且无功损耗波形滞后于感应电场的变化;HEMP E3感应电场的下降时间对500 kV变压器无功损耗的影响远超上升时间;负载阻抗的阻值相同时,容性负载下的励磁电流和无功损耗幅值最大,感性负载下幅值最小。研究结果可为进一步评估HEMPE3对电力系统稳定性的影响提供重要依据。

关键词：变压器地磁感应电流高空电磁脉冲晚期成分无功损耗

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MCrAlY涂层的研究进展

表面技术 2024年第7期53卷 31-39页

作者：门引妮李进卢金文徐研郭阳阳西安瑞鑫科金属材料有限责任公司西安710016

随着发动机的服役温度日益升高,工作环境日益恶劣,涡轮叶片极易在高温环境中氧化,大大降低了叶片的使用寿命。如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层,是当前国内外研究的重点。MCrAlY包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiC... 详细信息

随着发动机的服役温度日益升高,工作环境日益恶劣,涡轮叶片极易在高温环境中氧化,大大降低了叶片的使用寿命。如何在低成本下制备保护性能好的高温防护涂层,是当前国内外研究的重点。MCrAlY包覆涂层可分为NiCrAlY涂层、CoCrAlY涂层和NiCoCrAlY涂层,这3类涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能较好,又有很好的塑韧性和抗热疲劳性能,因此可作为涂层或热障涂层的黏结层材料。综述了涂层中主要元素(Al、Cr、Co、Y)、掺杂合金元素(Ta、Re、Si、Pt)、涂层制备工艺和预处理工艺对MCrAlY涂层性能的研究进展。结果表明,可以通过调节MCrAlY涂层的成分来实现涂层性能的调控。向MCrAlY涂层中掺入Si、Ta和Re等活性元素,可显著提高涂层的抗高温氧化性能,以进一步提高发动机的工作效率和满足高温的工作环境需求。总结了采用细化涂层晶粒、掺杂纳米颗粒和制备梯度复合涂层等方法来提高MCrAlY涂层的抗氧化性能和抗腐蚀性能的研究现状,对MCrAlY涂层的发展趋势进行了展望。

关键词： MCrAlY涂层活性元素制备工艺抗氧化性能抗腐蚀性能

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特种合金极薄带轧制工艺与技术装备的研制

机械工程学报 2024年第4期60卷 357-368页

作者：刘松李俊辉刘云飞计江谢维维窦锋刘江林柳宇中国重型机械研究院股份公司西安710018 安徽众源新材料股份有限公司芜湖241000 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048

特种合金极薄带在国民经济的诸多行业均有着广泛的应用。在对材料特性和边界条件系统分析的基础上,突破传统的加大轧制力以获取更薄带材的方式,完善特种合金极薄带的轧制工艺和程序控制要求并研发相应的专有轧制装备。创新张力加权轧制... 详细信息

特种合金极薄带在国民经济的诸多行业均有着广泛的应用。在对材料特性和边界条件系统分析的基础上,突破传统的加大轧制力以获取更薄带材的方式,完善特种合金极薄带的轧制工艺和程序控制要求并研发相应的专有轧制装备。创新张力加权轧制工艺并研发相应的高精度级联动力系统及其微张力控制算法,解决大张力输出和小张力波动的矛盾以及非稳态轧制阶段小张力波动的工艺要求。建立适用于特种合金极薄带的轧制模型,包括最小可轧厚度模型、自动厚度控制系统和自动板形控制,这为突破最小可轧厚度和实现高效精密提供了理论基础。而且开发适用于该张力加权轧制工艺的技术装备,尤其研发大张力卷取机及其锥套自适应式外支撑,相应设备具有刚度高和稳定性好的特点。基于对轧制工艺与技术装备的研究,突破带材的最小可轧厚度极限,并开发厚度0.01 mm的3系不锈钢带的稳定的张力加权轧制工艺,而且研究张应力和轧制力与带材厚度的量化关系。张应力是突破特种合金极薄带最小可轧厚度的关键因素,而且张力波动幅度对特种合金极薄带能否稳定轧制起决定性作用。

关键词：特种合金极薄带轧制工艺技术装备

阳泉矿区碎软煤层深孔气动定向钻进关键技术与实践

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煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 184-191页

作者：刘飞李泉新方俊刘建林杨伟锋褚志伟赵建国王四一中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

【目的】针对山西阳泉矿区碎软煤层瓦斯精准、超前、区域治理需求,提出采用气动定向钻进煤层预抽钻孔的技术方案。【方法】在分析气动定向钻进成孔技术难题的基础上,开发了适用于阳泉矿区碎软煤层赋存条件的气动螺杆钻具稳定运转技术、... 详细信息

【目的】针对山西阳泉矿区碎软煤层瓦斯精准、超前、区域治理需求,提出采用气动定向钻进煤层预抽钻孔的技术方案。【方法】在分析气动定向钻进成孔技术难题的基础上,开发了适用于阳泉矿区碎软煤层赋存条件的气动螺杆钻具稳定运转技术、钻孔轨迹精确控制技术、深孔高效排渣技术、气动套铣打捞技术,优化了气动定向钻进装备配套方案,并在阳泉矿区碎软煤层中开展了现场工业性试验。【结果和结论】结果表明:(1)通过优化气动螺杆钻具结构和工艺流程、设计低风阻管路,有效解决了气动螺杆钻具的异常制动,实现了稳定高效运转。(2)通过优化钻孔设计轨迹和工艺参数、设计大角度造斜钻具组合和研制气动冲击螺杆钻具,保障了钻孔轨迹的精确调控,提高了煤层钻遇率。(3)通过复合强排渣技术和短起钻冲孔工艺的应用,有效提升了钻孔排渣效率。(4)通过采用气动套铣打捞技术,配套设计的专用可退式打捞筒,满足阳泉区矿区碎软煤层孔内复杂事故处理需要,并成功处理2起严重卡钻事故。(5)在阳泉矿区某矿施工完成孔径120 mm的10个定向钻孔,成孔深度均达到450 m以上,最大钻孔深度达到607 m,最大单班进尺76 m。碎软煤层定向孔取得了显著的瓦斯抽采效果,单孔日均抽采瓦斯纯量最大达971.96 m^(3),实现了阳泉矿区碎软煤层瓦斯长时间稳定抽采。研究成果为阳泉矿区碎软煤层瓦斯高效治理提供了新的技术途径,具有显著的应用和推广价值。

关键词：阳泉矿区碎软煤层定向钻进气动螺杆钻具瓦斯抽采钻孔轨迹控制

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±550 kV直流GIS长期带电试验研究

高压电器 2024年第5期60卷 1-11页

作者：申萌王博王子瑜李江苏春强李强刘宸杜文娟南振乐段娜娜西安高压电器研究院股份有限公司西安710077 西安交通大学电气工程学院西安710049 西安高压电器研究院常州有限责任公司江苏常州213017 西安西电高压开关有限责任公司西安710018 西安西电开关电气有限公司西安710077

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网... 详细信息

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网的安全可靠性。文中以±550 kV直流GIS作为研究对象,对其进行了相关介绍,提出了±550 kV直流GIS的长期带电试验方案,设计了长期带电试验回路并分析了回路中设备的选取方法,最后对±550 kV直流GIS开展了实际试验,验证了所提±550 kV直流GIS长期带电试验回路的可行性,为后续进一步开展直流GIS在全工况下长期运行时的相关性能研究工作奠定了坚实的基础。

关键词： ±550 kV 直流GIS 长期带电试验试验方案试验回路